公開課項目彩燈控制電路設(shè)計之PCB布局布線

1、xxxxxxxx學(xué)院學(xué)院xxxxxxxx系系 xxxxxx項目：彩燈控制電路項目：彩燈控制電路PCBPCB布局布線布局布線2 印刷電路板的布局元件封裝印刷電路板的自動布線印刷電路板的手工布線一、項目訓(xùn)練重點：一、項目訓(xùn)練重點：3 1.1.采用采用“教教- -學(xué)學(xué)- -做做”一體化的教學(xué)方式一體化的教學(xué)方式教教-教師先采用演示操作的方法詳細(xì)講授教師先采用演示操作的方法詳細(xì)講授學(xué)學(xué)-通過提問請學(xué)生進(jìn)行分析通過提問請學(xué)生進(jìn)行分析做做-最后由學(xué)生操作教師再指導(dǎo)修改最后由學(xué)生操作教師再指導(dǎo)修改2.2.采用采用“翻轉(zhuǎn)課堂翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式的教學(xué)模式 把課堂變成學(xué)生操作、提問、修證的主要把課堂變成學(xué)生操作

2、、提問、修證的主要場所，學(xué)習(xí)通過課前利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行視頻教場所，學(xué)習(xí)通過課前利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行視頻教學(xué)。學(xué)。二、教學(xué)方法：二、教學(xué)方法：4 3.3.采用項目化的教學(xué)方式采用項目化的教學(xué)方式 課程教學(xué)過程中采用多個項目將電子通信專業(yè)多學(xué)課程教學(xué)過程中采用多個項目將電子通信專業(yè)多學(xué)科課程進(jìn)行立體化銜接，實現(xiàn)了學(xué)科之間的完美跨界融科課程進(jìn)行立體化銜接，實現(xiàn)了學(xué)科之間的完美跨界融合。合。 對于項目所需要的各項知識技能配有視頻教學(xué)資料，對于項目所需要的各項知識技能配有視頻教學(xué)資料，通過多種形式分享到網(wǎng)絡(luò)資源中，學(xué)生可以隨時查看學(xué)通過多種形式分享到網(wǎng)絡(luò)資源中，學(xué)生可以隨時查看學(xué)習(xí)。并且在教學(xué)課件中配有小知識

3、點所在的視屏截圖，習(xí)。并且在教學(xué)課件中配有小知識點所在的視屏截圖，讓學(xué)生能迅速準(zhǔn)確的找到視屏位置。讓學(xué)生能迅速準(zhǔn)確的找到視屏位置。5 1. .導(dǎo)入：導(dǎo)入：通過制作實物展示，引發(fā)學(xué)生興趣，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過制作實物展示，引發(fā)學(xué)生興趣，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)。2.2.仿真：仿真：使用使用MultsimMultsim仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計仿真仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計仿真3 3：實物驗證：實物驗證：使用試驗箱進(jìn)行電路設(shè)計驗證使用試驗箱進(jìn)行電路設(shè)計驗證4 4：制板：制板使用使用PROTELPROTEL軟件進(jìn)行電路圖設(shè)計制作軟件進(jìn)行電路圖設(shè)計制作使用使用PROTELPROTEL軟件進(jìn)行印刷電路板的設(shè)計制作軟件進(jìn)行印刷電路

4、板的設(shè)計制作三、教學(xué)過程設(shè)計：三、教學(xué)過程設(shè)計：10 完成本項目雙面板手工布局自動布線。完成本項目雙面板手工布局自動布線。完成本項目單面板手工布局自動布線。完成本項目單面板手工布局自動布線。完成本項目單面板手工布局自動布線后手工修完成本項目單面板手工布局自動布線后手工修改布線。改布線。四、項目制作要求：四、項目制作要求：111. 單面板單面板 指僅一面有導(dǎo)電圖形的電路板，也稱單層板。指僅一面有導(dǎo)電圖形的電路板，也稱單層板。 特點：特點： 成本低，僅適用于比較簡單的電路設(shè)計，如收音機、電視機。對成本低，僅適用于比較簡單的電路設(shè)計，如收音機、電視機。對于比較復(fù)雜的電路，采用單面板往往比雙面板或多層

5、板要困難。于比較復(fù)雜的電路，采用單面板往往比雙面板或多層板要困難。2. 雙面板雙面板 指兩面都有導(dǎo)電圖形的電路板，也稱雙層板。其兩面的導(dǎo)電圖形指兩面都有導(dǎo)電圖形的電路板，也稱雙層板。其兩面的導(dǎo)電圖形之間的電氣連接通過過孔來完成。之間的電氣連接通過過孔來完成。特點：特點： 布通率高，適用于比較復(fù)雜的電路，是目前采用最廣泛的電路板布通率高，適用于比較復(fù)雜的電路，是目前采用最廣泛的電路板結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。五、知識點儲備：五、知識點儲備：一、一、元件布局元件布局各元件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結(jié)各元件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈?。?gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈?。輸入、輸出分離；

6、輸入、輸出分離；強電、弱電分離；強電、弱電分離；高頻、低頻分離；高頻、低頻分離；大功率、小功率分離；大功率、小功率分離；高溫、低溫分離等。高溫、低溫分離等。六、電路板布局要求：六、電路板布局要求：（1）電源線與地線應(yīng)盡可能寬。應(yīng)在）電源線與地線應(yīng)盡可能寬。應(yīng)在40mil以上，推以上，推薦：電源線薦：電源線40mil、地線、地線60mil。（2）焊盤應(yīng)作修改，不能直接使用默認(rèn)值。推薦：）焊盤應(yīng)作修改，不能直接使用默認(rèn)值。推薦：X、Y：80mil；X、Y：80mil、60mil或或60mil、 80mil（3）盡量人工布線，少用自動布線。）盡量人工布線，少用自動布線。七、電路板布線要求：七、電路板

7、布線要求：（4）要有合理的走向：如輸入）要有合理的走向：如輸入/輸出，交流輸出，交流/直流，強直流，強/弱信號，高頻弱信號，高頻/低頻，高壓低頻，高壓/低壓不能相互交雜。低壓不能相互交雜。（5）晶振布線：）晶振布線：5、高壓、高頻布線：、高壓、高頻布線：（6）數(shù)字地與模擬地要分離，用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔）數(shù)字地與模擬地要分離，用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離，最后接于電源地。離，最后接于電源地。 （7）大功率器件的地線要單獨接地；）大功率器件的地線要單獨接地； （8）盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲）盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲 ；八、項目流程設(shè)計八、項目流程設(shè)計分析設(shè)計要求狀態(tài)轉(zhuǎn)移表

8、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1、選擇器件2、確定 器件數(shù)目3、Multisim軟件化簡表達(dá)式驅(qū)動方程輸出方程PROTEL軟件設(shè)計軟件設(shè)計和制作和制作PCB板板電路圖Multisim軟件仿真驗證全部過程和功能元器件焊接硬件電路驗證電路實現(xiàn)1、紅、黃、綠三種燈在時鐘信號的控制下按照如圖所示順序變化。2、完成一次循環(huán)變化后藍(lán)色燈亮一次。3、紅黃綠三種燈的初始狀態(tài)為滅、滅、亮。九、項目設(shè)計要求九、項目設(shè)計要求1、設(shè)計功能要求分析、設(shè)計功能要求分析電路中不需要輸入變量電路中不需要輸入變量需要一個輸出變量，控制藍(lán)色燈亮需要一個輸出變量，控制藍(lán)色燈亮需設(shè)置需設(shè)置7個循環(huán)狀態(tài)個循環(huán)狀態(tài)得出狀態(tài)轉(zhuǎn)換（移）表如下：得出狀態(tài)轉(zhuǎn)換（移

9、）表如下： 我的網(wǎng)絡(luò)視頻資料在我的網(wǎng)絡(luò)視頻資料在QQ空間、騰訊微博、新浪微博、搜空間、騰訊微博、新浪微博、搜狐微博、網(wǎng)易微博、百度空間、人民微博、人人網(wǎng)、微信、狐微博、網(wǎng)易微博、百度空間、人民微博、人人網(wǎng)、微信、飛信、飛信、QQ、朋友圈、開心網(wǎng)、朋友圈、開心網(wǎng)、GOOGLE+、新華微博、和訊、新華微博、和訊微博等被廣泛關(guān)注、傳播、轉(zhuǎn)載和分享。微博等被廣泛關(guān)注、傳播、轉(zhuǎn)載和分享。網(wǎng)址網(wǎng)址1：xxxxx網(wǎng)址網(wǎng)址2：xxxx360云盤：云盤：xxx訪問密碼訪問密碼 xxx2、化簡、化簡將三組邏輯關(guān)系將三組邏輯關(guān)系填入卡諾圖并化簡填入卡諾圖并化簡由狀態(tài)轉(zhuǎn)移表得到輸出方程：由狀態(tài)轉(zhuǎn)移表得到輸出方程：或者

10、使用Multsim仿真軟件的邏輯轉(zhuǎn)換儀化簡3、表達(dá)式形式轉(zhuǎn)換求驅(qū)動方程、表達(dá)式形式轉(zhuǎn)換求驅(qū)動方程這里我們可以選擇這里我們可以選擇JK觸發(fā)器來完成設(shè)計觸發(fā)器來完成設(shè)計JK觸發(fā)器的特性方程：觸發(fā)器的特性方程：對比對比JK觸發(fā)器特性方程觸發(fā)器特性方程三級觸發(fā)器次態(tài)方程湊出相同形式的表達(dá)式三級觸發(fā)器次態(tài)方程湊出相同形式的表達(dá)式對比表達(dá)式得到驅(qū)動方程：對比表達(dá)式得到驅(qū)動方程：4、使用、使用Multsim軟件進(jìn)行仿真驗證軟件進(jìn)行仿真驗證根據(jù)驅(qū)動方程和輸出方程連接電路根據(jù)驅(qū)動方程和輸出方程連接電路先使用開關(guān)先使用開關(guān)J1代替時鐘源分步控制仿真代替時鐘源分步控制仿真添加時鐘源和邏輯分析儀再次仿真添加時鐘源和邏輯分析儀再次仿真仿真波形仿真波形十、硬件電路驗證十、硬件電路驗證74LS112雙雙J-K觸發(fā)器的邏輯符號和觸發(fā)器的邏輯符號和J-K觸發(fā)器觸發(fā)器 引腳功能描述引腳功能描述: CLK1,CLK2: 時鐘輸入端時鐘輸入端(下降沿有效下降沿有效) J1,J2,K1,K2: 數(shù)據(jù)輸入端數(shù)據(jù)輸入端 Q1,Q2,/Q1,/Q2: 輸出端輸出端CLR1,CLR2: 直接復(fù)位端直接復(fù)位端(低電平有效低電平有效)PR1,PR2: 直接置位端直接置位端(低電平有效低電平有效)使